CN107110319B

CN107110319B - 液压变矩器

Info

Publication number: CN107110319B
Application number: CN201580073084.4A
Authority: CN
Inventors: 汉斯·乌尔里克·怀瑟
Original assignee: Gino Minikiyelo
Current assignee: Giri Co.,Ltd.
Priority date: 2015-01-13
Filing date: 2015-01-13
Publication date: 2019-11-01
Anticipated expiration: 2035-01-13
Also published as: WO2016112955A1; EP3245425A1; EP3245425B1; US10626971B2; CN107110319A; HK1245377B; US20180003278A1

Abstract

一种液压变矩器包括壳体(G)，两个叶片式定子/转子组(SR1,SR2)次第地布置在所述壳体中。所述两个组彼此液压连通连接。转子(6,6')连接至驱动轴(P)或输出轴(M)。定子(7,7')与所述相关联转子(6,6')隔开一段间距，所述间距可以在至少一个径向上基于压力和/或离心力而改变，其中存在构件(75,76,77)以便调整与所述相关联转子(6,6')隔开的间距。这使得可以廉价地制造无级变速器，所述无级变速器另外还易于调整并且具有最优化的力传递。

Description

液压变矩器

技术领域

本发明涉及一种液压变矩器，其具有壳体，布置在所述壳体中的第一叶片式定子/转子组，具有外叶片活塞支撑件，以及布置在所述壳体中的第二叶片式定子/转子组，具有外叶片活塞支撑件，其中所述第一定子/转子组的转子可以连接至驱动轴，并且所述第二定子/转子组的转子可以连接至输出轴，其中所述第一和第二定子/转子组成液压连通连接。

背景技术

在常用的变矩器或变速器中，力从驱动轴至输出轴的传递是经由齿轮、联轴器或中间轴进行。这些变速器由于复杂的机械系统和耐用材料而相对昂贵，并且它们也很重。

因此，公知不同的无级变速器，其中扭矩的传递是借助流体来进行。DE 2’431’555公开了一种液力变速器，其中受发动机驱动的泵所产生的油流转换成旋转运动。EP-A-0’259’590描述了一种可调式静液压变速器，所述静液压变速器具有在径向上集并的泵/马达单元，所述泵/马达单元具有往复可调的输送量。DE-A-1’962’613公开了一种静液压变速器，其中泵和马达被分别设计成叶片泵和叶片马达。这里的泵和马达也是在气缸中在径向上被布置成一个在另一个内部。此处，气缸具有外运转面和内运转面，所述运转面被布置成偏心的，以便调整输送量并且因此调整扭矩。

然而，这些液压变速器是以相对复杂的方式建构、难以进行调整、并且具有相对较低的动力传递。

此外，从EP 1’001’172中，得知一种叶片泵，所述叶片泵包括定子，所述定子是以其在径向上相对于驱动轴可调的方式来安装在轴承壳体内。

发明内容

本发明的目标是创造一种液压变矩器，所述液压变矩器造价低廉并且易于调整。

该目标是通过根据本发明的液压变矩器来实现，其具有壳体，布置在所述壳体中的第一叶片式定子/转子组，具有外叶片活塞支撑件，以及布置在所述壳体中的第二叶片式定子/转子组，具有外叶片活塞支撑件，其中所述第一定子/转子组的转子可以连接至驱动轴，并且所述第二定子/转子组的转子可以连接至输出轴，其中所述第一和第二定子/转子组成液压连通连接，所述第一和第二定子/转子组在所述驱动轴和输出轴的轴向上次第地布置，所述定子/转子组中的至少一者包括定子，所述定子与所述相关联转子隔开的间距可以在至少一个径向上基于压力和/或离心力而改变，以及其中设有用于调整与所述相关联转子隔开的间距的构件，其中在所述两个定子/转子组的两侧上，各布置有一泵压力板或马达压力板，其中中心控制板布置在所述两个定子/转子组之间，其中所述压力板和所述控制板包括在所述转子的周向上延伸的至少一个纵向通道，其中延伸经过所述压力板和所述控制板的所述纵向通道形成所述定子/转子组之间的液压连接，用于调整所述间距的所述构件包括至少一个调整活塞，并且调整通道开口布置在所述定子中，所述调整通道开口将所述相关联转子液压地连接至所述调整活塞。

根据本发明的变矩器包括至少两个叶片式定子/转子组，所述定子/转子组在轴向上次第地布置，其中所述定子中的至少一者并且优选是所有所述定子与相应的相关联转子隔开的间距可以在至少一个径向上基于压力和/或离心力而改变，由此改变泵室的大小。通过调整此变化，可以产生连续可变变速。改变径向间距引致可以被输送通过泵室的泵液体的输送量的变化，并且因此引致第二定子/转子组的驱动的变化。

在优选实施方案中，可变定子由至少两个部分组成，所述两个部分可以借助齿部彼此啮合。

根据本发明，对定子与转子相隔的间距的调整并且因此对由驱动轴传递至输出轴的扭矩的调整在一方面是借助复位弹簧来进行，所述复位弹簧是在径向上朝所述轴的轴线对定子施加力，以及在另一方面是借助调整活塞来进行，所述调整活塞在所述变矩器加速和减速的情况中作用于所述定子并且改变泵室的大小。

根据本发明的装置具有小的结构尺寸、相对较小的自重以及最佳适应的力传递。

可以从下文中获得额外的有利实施方案。

附图说明

在下文，借助优选的示例性实施方案来阐释本发明的主题，所述实施方案呈现于附图中。其中：

图1示出了根据本发明的变矩器的纵截面；

图2示出了根据图1的变矩器沿着A-A截取的截面；

图3a示出了根据本发明的定子的第一部分的视图；

图3b示出了根据图3a的细节的局部截面；

图4示出了转子的视图；

图5示出了控制泵的截面；

图6a示出了泵侧控制板的截面；

图6b示出了从第一侧观看的、根据图6a的控制板的视图；

图6c示出了从第二侧观看的、根据图6a的控制板的视图；

图7示出了控制壳体的视图，以及

图8示出了根据本发明的变矩器在加速状态下的示意图。

具体实施方式

在图1中，呈现了根据本发明的连续可调液压变矩器，也被称作单元变换器(Zellenwandler)。所述变矩器包括壳体G，驱动轴或泵轴P从一侧穿过所述壳体，并且输出轴或马达轴M从另一侧穿过所述壳体。所述两个轴在壳体G的中心彼此靠近，但是并没有彼此连接。它们形成公共轴线。

在壳体G中，布置有至少两个(此处正好是两个)叶片式定子/转子组SR1、SR2，所述叶片式定子/转子组具有外叶片活塞支撑件。所述叶片式定子/转子组在轴向上次第地布置并且优选地是同样地建构。第一叶片式定子/转子组SR1形成叶片泵并且安装在泵壳体1中；第二叶片式定子/转子组SR2形成叶片马达并且安装在马达壳体2中。所述两个壳体1、2是基本上镜面对称地建构，其中取决于所要的传动比，叶片马达具有比叶片泵大的质量。此处呈现的实例适合于卡车。在泵壳体1与马达壳体2之间，布置有控制壳体3。

在泵壳体1中，布置有控制泵4，驱动轴P穿过所述控制泵。在图5中呈现了此控制泵4的截面图。所述控制泵具有入口40以便将泵液体(优选是油)从外面引入控制泵4中，并且具有出口41以便将油引入第一定子/转子组RS1中。此外，存在控制通道42。此控制泵4产生并调整在启动变换器时所需的控制压力。

基本原理如下：驱动轴P驱动第一定子/转子组SR1的转子6。此转子将扭矩传递至加压的泵流体，所述泵流体驱动第二定子/转子组SR2的转子6'，所述转子又刚性地连接至输出轴M。通过调整泵流体的量，可以产生无级变速。根据本发明，如下文更详细地阐释，此调整是基于压力和/或离心力借助转子6与定子7之间的间距的变化来进行。由于所述两个组中的两个定子7、7'可以借助所述调整来不同地打开，因此可以设定任何所要变速。

泵壳体1具有基本上圆形的外周。在内部中，壳体1具有被再分成两个级的中空空间。与控制泵4相邻的级具有扁平的圆形形状并且用于旋转固定地容纳具有控制功能的泵侧压力板5。所述压力板确保转子与定子之间的无间隙密封。第二级具有基本上矩形的截面，其中它在纵向上借助两个相对设置的鼻部10来延伸。这可以在图2中看出。第一叶片式定子/转子组SR1布置在此级中。

如图1中同样可见，接下来是具有位置固定的中心控制板30的控制壳体3，所述控制板在图7中呈现。随后是马达壳体2，所述马达壳体也具有两个级，并且所述马达壳体相对于泵壳体1是对称地建构，但缺少用于控制泵的凹座。此处，第二定子/转子组SR2与控制板30相邻布置，并且后面跟着马达侧压力板5'，所述马达侧压力板是以旋转固定的方式来布置，所述马达侧压力板的结构优选地是与泵侧压力板5的结构相同。输出轴M穿过马达壳体2。

在图2中，呈现了泵壳体1的截面。贯穿马达壳体2中的对应位点所截取的截面将是相同的。定子/转子组SR1的泵定子7具有与泵壳体1的第二级相同的截面，但所述泵定子被设计成更短。优选地，所述差值并且因此最大位移距离是5-10mm。定子7具有至少大致圆形的中心开口，所述开口具有内运转面70，相关联的转子6布置在所述开口中。转子6的单个视图可以在图4中看到。转子6此处置于驱动轴P上，所述驱动轴的外周是有齿的。为此，泵转子6具有用于驱动轴P的容纳开口，所述开口在此区域中也是有齿的。泵转子6由驱动轴P驱动。

转子6具有均匀分布在周界上的若干凹座，活塞状的叶片活塞60以径向可移位的方式安装在所述凹座中。借助这些叶片活塞60，转子6在定子7的内运转面70上运转，其中泵流体从定子/转子组SR1的驱动侧吸入侧被泵抽至组SR1的相对设置的压力侧。位于定子7与转子6之间的泵流体也被转子6的旋转运动驱迫至圆形路径中。

根据本发明，现在可以借助油压且/或借助通过油的旋转而产生的科里奥利力或离心力改变定子7与转子6相隔的间距。为此，定子7由至少两个部分组成，所述定子优选地是由金属或另一刚性材料制成。所述部分中的一者呈现于图3a中。在此处所描述的实例中，定子7由正好两个部分71、72组成，所述两个部分是相对于彼此基本上镜面对称地建构，并且所述两个部分相对于彼此的位置可以基于压力和/或离心力而改变。在此过程中，运转面70的圆形形状沿两个对角线相对的方向分开。在图2中，呈现了稍分开的位置。如图3b中可见，部分71、72中的每一者包括对角线相对的齿部73，所述齿部可以与相邻部分或另一部分的齿部啮合。由此，可以根据指导借助压力和/或离心力将定子7拉开并且再拉拢。

根据本发明的变矩器此外包括用于调整并限制此运动的构件。一方面，为此，在定子7的鼻部74中，布置有复位弹簧75，所述弹簧在径向上朝驱动轴P的轴线对定子施加力。另一方面，在所述鼻部的两侧上，同样在定子7的较短侧中，各布置一调整活塞76、77。在这些调整活塞76、77的区域中，定子7具有径向上延伸的调整通道开口78，所述调整通道开口将活塞76、77液压连接至通过转子6与定子7之间的间距形成的腔室。如果如此处所呈现，正好存在两个部分71、72，那么在各情况中每部分两个调整通道开口78和在各情况中两个相关联的调整活塞76、77是足够的。优选地，部分71、72的每一开口78在另一部分71、72中具有对角线相对的对应部分。另外，布置在同一部分中的两个开口78关于中心线L镜面对称地布置。此中心线L与驱动轴P的轴线相交并且相对于两个节段的分离平面T垂直地延伸。在各情况中，在加速情况中，活塞76、77中的一者(此处是具有元件符号76的活塞)用于调整流体提升量，并且在减速情况中，标有元件符号77的活塞用于调整。此处，对角线相对的活塞调整同一类驱动。

如图6a、6b、6c和图7中所呈现，泵侧压力板和马达侧压力板5、5'以及中心控制板30具有纵向通道50、31，所述通道在相应转子6、6'的周向上延伸。另外，泵侧控制板和马达侧控制板5、5'在各情况中具有至少一个圆形控制开口51，所述开口与转子6的叶片活塞60液压连通连接。在与压力板5、5'的通道以及开口50/51相邻处，布置有压力垫50'、51'，以便确保转子与定子之间的轴向密封。

三个板5、5'、30的纵向通道50、31优选地是次第地布置成一直线。此处，每一板5、5'、30优选地具有均匀分布在其周界上的四个纵向通道50、31。压力板5、5'在此处是以其将会置于调整通道开口78的区域中的方式来布置。这些纵向通道50、31连接至泵室，使得两个定子/转子组RS1和RS2成液压连通连接。通过定子7的变化位置，可以改变开口的大小并且因此改变通过量。

如上文所描述，可以调整定子7被泵流体的压力以及也被由泵流体的旋转产生的离心力迫使分开的程度。由于可以分开调整泵定子7和马达定子7'，因此可以借助不同的间距来获得无级变速。举例来说，在加速情况中，作用于泵定子7的油压增加。此时，当调整活塞76向泵定子7施加压力来加速时，此压力被传递至马达定子7'，所述马达定子根据其调整而被迫分开。减速是沿相反方向来发生。对应的加速在图8中进行图示，其中箭头表示油流。

根据本发明的装置使得可以廉价地制造无级变速器，所述无级变速器另外还易于调整并且具有最优化的力传递。

元件符号列表

P 泵轴

M 马达轴

G 壳体

L 中心线

T 分离平面

SR1 第一叶片式定子/转子组

SR2 第二叶片式定子/转子组

1 泵壳体

10 鼻部

2 马达壳体

3 控制壳体

30 中心控制板

31 纵向通道

4 控制泵

40 入口

41 出口

42 控制通道

5 泵侧压力板

5' 马达侧压力板

50 纵向通道

50' 压力垫

51 控制开口

51' 压力垫

6 泵转子

60 叶片

6' 马达转子

7 泵定子

70 内运转面

71 第一部分

72 第二部分

73 齿部

74 鼻部

75 复位弹簧

76 用于加速的调整活塞

77 用于减速的调整活塞

78 调整通道开口

7' 马达定子

Claims

1.一种液压变矩器，具有

壳体(G)，

布置在所述壳体(G)中的第一叶片式定子/转子组(SR1)，具有外叶片活塞支撑件，以及

布置在所述壳体(G)中的第二叶片式定子/转子组(SR2)，具有外叶片活塞支撑件，

其中所述第一叶片式定子/转子组(SR1)的第一叶片式转子(6)可以连接至驱动轴(P)，并且所述第二叶片式定子/转子组(SR2)的第二叶片式转子(6')可以连接至输出轴(M)，

其中所述第一叶片式定子/转子组(SR1)和所述第二叶片式定子/转子组(SR2)成液压连通连接，

其中所述第一叶片式定子/转子组(SR1)和第二叶片式定子/转子组(SR2)在所述驱动轴和输出轴(P,M)的轴向上次第地布置，

其中所述第一叶片式定子/转子组(SR1)和第二叶片式定子/转子组(SR2)中的至少一者包括第一叶片式定子(7)或第二叶片式定子(7')，所述第一叶片式定子或所述第二叶片式定子与相关联的第一叶片式转子(6)或第二叶片式转子(6')隔开的间距可以在至少一个径向上基于压力和/或离心力而改变，

其中设有用于调整与相关联的第一叶片式转子(6)或第二叶片式转子(6')隔开的间距的构件(75,76,77)，

其中在所述第一叶片式定子/转子组(SR1)的外侧上布置有一泵压力板(5)，其中在所述第二叶片式定子/转子组(SR2)的外侧上布置有一马达压力板(5')，

其中中心控制板(30)布置在所述第一叶片式定子/转子组(SR1)和所述第二叶片式定子/转子组(SR2)之间，

其中所述泵压力板(5)、所述马达压力板(5')和所述控制板(30)包括在所述第一叶片式转子(6)和所述第二叶片式转子(6')的周向上延伸的至少一个纵向通道(50,31)，其中所述纵向通道(50,31)延伸经过所述泵压力板(5)、所述控制板(30)和所述马达压力板(5')，形成所述第一叶片式定子/转子组(SR1)和第二叶片式定子/转子组(SR2)之间的液压连接，

其特征在于，用于调整所述间距的所述构件包括至少一个调整活塞(76,77)，并且调整通道开口(78)布置在所述第一叶片式定子(7)或所述第二叶片式定子(7')中，所述调整通道开口将相关联的第一叶片式转子(6)或第二叶片式转子(6')液压地连接至所述调整活塞(76,77)。

2.根据权利要求1所述的变矩器，其特征在于，所有所述第一叶片式定子/转子组(SR1)和所述第二叶片式定子/转子组(SR2)都包括第一叶片式定子(7)和第二叶片式定子(7')，所述第一叶片式定子和所述第二叶片式定子与相关联的第一叶片式转子(6)和第二叶片式转子(6')隔开的间距分别可以基于压力和/或离心力而改变并且可以独立于彼此来进行调整。

3.根据权利要求1所述的变矩器，其特征在于，具有可变间距的所述第一叶片式定子(7)或所述第二叶片式定子(7')具有用于布置在所述第一叶片式定子(7)或所述第二叶片式定子(7')内的相关联的第一叶片式转子(6)或第二叶片式转子(6')的圆形运转面(71)，其中所述运转面(71)的所述圆形形状可以基于压力和/或离心力在两个对角线相对的方向上展开。

4.根据权利要求1所述的变矩器，其特征在于，具有可变间距的所述第一叶片式定子(7)或所述第二叶片式定子(7')由至少两个节段(71,72)组成，所述节段相对于彼此的位置可以基于压力和/或离心力而改变。

5.根据权利要求4所述的变矩器，其特征在于，所述第一叶片式定子(7)或所述第二叶片式定子(7')的所述至少两个节段(71,72)是对称地建构，并且每一节段(71,72)具有齿部(73)，所述齿部与另一节段(71,72)的齿部啮合。

6.根据权利要求1所述的变矩器，其特征在于，用于调整所述间距的所述构件包括至少一个复位弹簧(75)，所述复位弹簧在径向上朝所述驱动轴或输出轴(P,M)的轴线对所述第一叶片式定子(7)或所述第二叶片式定子(7')施加力。

7.根据权利要求4所述的变矩器，其特征在于，

存在所述第一叶片式定子(7)或所述第二叶片式定子(7')的正好两个节段(71,72)，

存在四个调整通道开口(78)，其中在各情况中，两个调整通道开口(78)彼此对角线相对地布置在不同的节段(71,72)中，

布置在同一节段(71,72)中的所述两个调整通道开口(78)是关于中心线(L)镜面对称地布置，其中所述中心线(L)与所述驱动轴或输出轴(P,M)的轴线相交并且相对于所述两个节段(71,72)的分离平面(T)垂直地延伸，以及

每一节段(71,72)的所述两个调整通道开口中的第一者调整加速，并且所述两个调整通道开口(78)中的第二者调整减速，其中彼此对角线相对地布置的所述两个调整通道开口(78)调整同一类驱动。

8.根据权利要求1所述的变矩器，其特征在于，所述泵压力板(5)和所述马达压力板(5')具有控制开口(51)，所述控制开口绕所述驱动轴或输出轴(P,M)的轴线居中延伸并且与所述第一叶片式转子(6,)和所述第二叶片式转子(6')的叶片活塞(60)分别成液压连通连接。